少層磷烯是一種很有前景的鉀離子電池負極材料，但在鉀化/脫鉀過程中存在差電子性能和大體積膨脹的問題。

湖南大學魯兵安等報道了一種用于高性能磷烯-碳納米管/聚苯胺((P-CNTs)/PANI)復合材料的簡便合成方法。

圖1 (P-CNTs)/PANI的結(jié)構(gòu)表征

具體而言，首先，將少層磷烯和CNTs球磨，然后進行原位溶液聚合以形成PANI涂層。結(jié)果，碳納米管和磷烯緊密接觸，增強了鉀離子的傳輸。此外，正如透射電子顯微鏡(TEM)分析所證實的那樣，PANI涂層可通過減輕鉀離子傳輸過程中由磷烯體積膨脹引起的電極退化來穩(wěn)定磷烯的結(jié)構(gòu)。

圖2 (P-CNTs)/PANI的電化學性能

結(jié)構(gòu)優(yōu)化的(P-CNTs)/PANI負極與雙氟磺?；鶃啺封洠↘FSI）基電解液（3 m KFSI/二甲氧基乙烷）相結(jié)合后，在穩(wěn)定循環(huán)期間表現(xiàn)出50 mA g^-1下642.7 mAh g^-1的高可逆容量和500 mA g^-1下417.6 mAh g^-1的最大可逆容量。經(jīng)過500次穩(wěn)定循環(huán)后，容量保持率為94%，對應于每循環(huán)的平均容量衰減率低至0.012%。

此外，(P-CNTs)/PANI負極在2000 mA g^-1時表現(xiàn)出147.8 mAh g^-1的優(yōu)異倍率性能。因此，(P-CNTs)/PANI的這些優(yōu)勢可以指導PIBs高性能負極材料的發(fā)展。

圖3 全電池性能

Structure-Optimized Phosphorene for Super-Stable Potassium Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202203522